ABAQUS学习.docx

ABAQUS学习.docx

《ABAQUS学习.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《ABAQUS学习.docx（7页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

ABAQUS学习

ABAQUS学习

入门篇：

一．建模及后处理的一般步骤

（1）ABAQUS的一个推荐顺序

按照模块Module依次选择：

Part（部件）、Property（特性，包括材料及截面）、Assembly（实体的组合）、Step（分析步，初始步Initial自动生成，后续步需自己定义，如加载步Applyload）、Interaction（相互作用）、Load（边界条件及载荷）、Mesh（网格划分及其设置）、Job（分析作业）、Visualization（后处理）；

这种建模顺序是将数值模型定义在实体模型上，而非网格的单元和节点上，这样即便修改网格也无需重新定义材料及边界条件等模型参数。

处理复杂问题时建议简单粗划分网格，再适当地局部细化网格。

一般创建Part常常还会用到绘图（Sketch）的操作。

以上各步骤间建议即时存档（Save），防止出现文件信息的丢失。

（2）一些快捷操作：

鼠标中键：

确认结束某一步操作时，一般总在视图区中点击鼠标中键，或点击窗口底部的Done进行。

CTRL+ALT+鼠标右键/左键/中键：

缩放/旋转/平移

（3）建模及分析的一些细节：

材料定义（CreateMaterial）：

对话框中添加各种特性，如力学特性Mechanical→弹性Elasticity→弹性Elastic，在进行具体的设置，如弹性模量Young'sModulus及泊松比Poisson’sRatio的数值。

截面的定义及赋予：

一般截面属性及赋予是分开的，原因是材料属性不直接赋予在单元或几何实体上，而是先在截面属性（Section）中定义材料特性，再为每个部件赋予相应的截面属性。

载荷模块（Load）：

这里包括加载（CreateLoad）及边界条件（CreateBoundaryCondition）等功能。

注意荷载、边界条件所对应的分析步（一般加载放在加载步，边界条件步放在初始步），加载或赋予边界条件时应注意选中的区域（线、面）会有红色高亮提示，确认不要错误地定义荷载或边条的作用位置。

网格划分：

一般为布种（全局种子或局部种子，后者可以在一定区域内按尺寸及数量更精确地布种），控制参数（AssignMeshControls），确定单元类型及划分网格四个分步骤。

控制参数主要包括划分方法（Free、Structured、Sweep等），单元形状（如二维结构化划分里包括Quad、Quad-dominated、Tri）

可以通过窗口上方的Object选框切换对象：

组合体（Assembly）及部件（Part）

单元类型设置包括几何阶次（GeometricOrder）等，如存在应力集中问题可使用二次单元（Quadratic）提高精度。

设置一定参数后可直接在对话框内看到当前的单元类型（不是自选单元，而是根据设定自动生成单元）。

提交分析作业：

通过JobManager中创建（Create），设置分析参数，点击OK后即创建分析，然后选择待分析的作业，点击Submit，依次提示Submitted、Running、Completed，然后模型分析完毕，点击JobManager对话框的Results直接读取分析结果，进入后处理（Visualization）模块。

若Status提示为Aborted，表明模型存在问题，

查询：

通过右上角的

符号进入Query框，在下方的后处理模块对话框里选择Probevalues表示值的查询，可以切换查询对象（节点、单元...），选择查询变量（

的左侧图标进入输出变量的设置OutputVariables，见右下图），然后根据云纹图的颜色及工程经验，查询关键位置（节点、单元）应力、变形等参数的值。

（选择查询点，上图为变形图）

（显示查询点的参数，上图为应力强度）

派生变量：

Tools-CreateFieldOutput-FromFields，进入如下对话框，可以根据数据库已有的变量，在空白框内输入已有变量的函数表达式，进而计算得到派生变量（一般用于单位换算），点击Apply和Ok。

然后在通过Result-Step/Frame...，进入右上对话框，选择SessionStep，即可得到定义的一组派生数据。

等值云图显示设置：

Options-Contour...，进入对话框，Basic选项卡中可以设置等值云图形式，如线状、带状等；间距（选择Continuous；选择Discrete表示离散显示，数值越大，间距越小）；Color&Style选项卡可以设置云图的颜色和线型；Limit选项卡可以设置最大值和最小值的范围，并显示其所在位置（ShowLocation）。

二、功能模块的具体介绍

（一）Part功能

ABAQUS中有两类部件：

几何部件（nativepart）和网格部件（orphanmeshpart）。

几何部件是基于特征（feature-based）的，包含了部件的几何信息、设计意图及生成规则。

创建几何部件的主要方法是：

使用Part功能模块中提供的拉伸（extrude）、旋转（revolve）、扫掠（sweep）、倒角（round/fillet）及放样（loft）等特征直接创建几何部件；

或者导入已有的CAD模型文件，【File-Import-Part】，然后可以导入ABAQUS支持的CAD文件模型。

几何部件的优点在于可以方便地修改模型的几何形状，且修改网格时不必重新定义材料、载荷及边界条件。

网格部件不包含特征，而只包含节点、单元、面、集合（set）的信息。

方法如下：

导入ODB文件中或INP文件中的网格；

对于几何部件进行转化：

Mesh功能模块中点击【Mesh-CreateMeshPart】。

网格部件可以灵活地修改各节点和单元的位置，定义集合和面。

实际分析中，几何部件及网格部件是共存于模型的，往往采取的是混合建模的方式，用户既可以对几何部件进行操作，也可以单纯对节点、单元数据进行处理。

接触、载荷、边界条件既可以加载于几何部件，也可以作用于节点、边或面。

Part模块的主要功能如下：

主菜单Part柔体部件（deformablepart）、离散刚体部件（discreterigidpart）、解析刚体部件（analyticalrigidpart）；

Shape通过创建拉伸（Extrude）、旋转（revolve）、扫掠、倒角、放样等特征定义部件的几何形状。

Feature编辑、重新生成（regenerate）、抑制（suppress）、恢复（resume）和删除几何部件的特征。

Tools定义集合、基准、刚体部件的参考点，分割部件。

建模的具体操作见后续章节。

（二）Property功能模块

ABAQUS不能直接指定单元或几何部件的材料特性，而是要首先定义相应的截面属性（section），然后指定截面属性的材料，再把此截面属性赋予相应的部件。

这里的截面属性包含的是广义的部件特性，而不是通常意义上的梁或板的截面形状。

主要功能如下：

主菜单Material创建和管理材料；Section创建和管理截面属性；Profile创建和管理梁截面；Special-Skin在三维物体的某一面或轴对称物体的一条边上附上一层皮肤，可以不同于物体原有的材料。

Assign指定部件的截面、取向（orientation）、法向方向和切线方向。

ABAQUS定义了多种材料本构关系，主要包括如下：

弹性材料模型（其中线弹性，可以定义弹性模量、泊松比等弹性）；塑性材料模型（金属塑性，包括服从Mises屈服准则的各向同性塑性模型，可以定义屈服应力和屈服应变），等等。

（三）Assembly（装配）功能

各部件可以创建于自己的局部坐标系中，彼此相互独立。

使用Assembly功能模型可以为各个部件创建实体（Instance），并在整体坐标系中为这些实体定位，形成一个完整的装配件。

实体是部件在装配件中的一种映射，用户可以为一个部件重复地创建多个实体，每个实体总保持着和相应部件的联系。

如果在Part功能模块中修改部件的形状尺寸，或在Property功能模块中修改部件的材料特性，这个部件相应的实体会自动改变。

不能直接对实体进行上述修改。

整个模型只包含一个装配件，可以由一个或多个实体构成。

如果模型中只有一个部件，可以只为这个部件创建一个实体，该实体本身就构成整个装配件。

主要操作如下：

Instance创建实体，通过平移、旋转为实体定位，把多个实体合并（merge）为一个新的部件，或者把一个实体切割（cut）为多个新的部件。

Constraint通过实体间的位置关系为实体进行定位，包括面与面平行（parallelface）、面与面相对（facetoface）、边与边平行（paralleledge）、边与边相对（edgetoedge）、轴重合（coaxial）、点重合（coincidentpoint）、坐标系平行（parallelCSYS）等。

（四）Step（分析步）功能模块

主要可以完成以下操作：

创建分析步，设定输出数据，设定自适应网格，控制求解过程。

（1）创建分析步使用主菜单Step下的各菜单项可以创建和管理各个分析步。

ABAQUS/CAE的分析过程是由一系列的分析步组成的，其中包括两种：

初始分析步（InitialStep）自动创建，可以在其中定义模型初始状态下的边界条件和相互作用（interaction），不能被编辑、重命名、替换、复制或删除。

后续分析步（analysisstep）在初始分析步之后，创建一个或多个后续分析步，每个后续分析步描述一个特定的分析过程，例如载荷或边界条件的变化、部件之间相互作用的变化、添加或去除某个部件等等。

后续分析步的类型主要包括两类：

①通用分析步（generalanalysisstep）可用于线性或非线性分析，常用的通用分析步包括以下类型。

Static，General：

静力分析；Dynamics，Implicit：

隐式动力分析；Dynamics，Explicit：

显式动态分析。

②线性摄动分析步（linearperturbationstep）只能用来分析线性问题。

在ABAQUS/Explicit中不能使用线性摄动分析步。

在ABAQUS中以下分析类型总是采用线性摄动分析步。

Buckle：

线性特征值屈曲；Frequency：

频率提取分析；Modaldynamics：

瞬时模态动态分析；Randomresponse：

随机响应分析；Responsespectrum：

反应谱分析；Steady-statedynamics：

稳态动态分析

创建后续分析步时，点击CreateStep对话框中的Continue，弹出Editstep对话框，可以在其中设置分析步的参数：

默认的分析时间（timeperiod）是1，几何非线性参数Nlgeom是Off，如果模型中存在大的位移或转动，应设置Nlgeom为On。

点击EditStep对话框中的Incrementation标签，可以设置求解过程的时间增量步，含义如下：

增量步的类型（Type）：

Automatic，即增量步大小由ABAQUS自动控制，根据分析结果的收敛情况自动增大或减小增量步。

允许的增量步最大数目：

100，表示经过100个增量步后结果还不收敛分析中止；

初始增量步大小：

0.1。

对于简单问题，可以直接令初始增量步等于分析步时间（例如令初始增量步等于1）。

对于复杂的非线性问题（如模型中有复杂的接触或大的塑性变形），分析不易收敛，可以尝试减小初始增量步。

允许的最小增量步：

10^-5；允许的最大增量步：

1。

在静态分析中，若模型不包含阻尼或速率相关的材料性质，“时间”就没有实际的物理意义，为方便起见，一般把分析步时间默认设为1。